DE69435092T2

DE69435092T2 - Verfahren zur Herstellung einer optischen Kompensationsfolie

Info

Publication number: DE69435092T2
Application number: DE69435092T
Authority: DE
Inventors: Koh Minami-ashigara-shi Kamada; Jun Minami-ashigara-shi Watanabe; Kohei Minami-ashigara-shi Arakawa; Hiroko Minato-ku Kozono
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1993-09-22
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: EP1207408A3; EP0646829B1; US5646703A; JP2640083B2; EP1207408A2; DE69431026D1; DE69431026T2; EP1207408B1; DE69435092D1; EP0646829A1; JPH085837A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfertigen einer optischen Kompensationsschicht für eine Flüssigkristallanzeige.
Beschreibung des Standes der Technik
Als eine Anzeige für elektronische Office-System-Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein Desktop-Personalcomputer und einen Wortprozessor für die Japanische Sprache wurde bisher ein CRT (Cathode Ray Tube bzw. Kathodenstrahlröhre) verwendet. Seit Neuem werden zunehmend Flüssigkristallanzeigen bzw. Liquid Crystal Displays (im Folgenden als LCD bezeichnet) anstelle der CRT eingesetzt, wegen ihrer geringfügigen Dicke, geringem Gewicht und geringem Energieverbrauch. Die LCD weist im Allgemeinen eine Struktur auf, in der eine Flüssigkristallzelle zwischen einem Paar von Polarisationsschichten angeordnet ist. Die meisten LCDs verwenden einen verdrillten nematischen Flüssigkristall. Der Betriebsmodus der LCD, die den verdrillten nematischen Flüssigkristall verwendet, wird grob in einen Doppelbrechungsmodus und einen optischen Drehmodus unterteilt.
Ein superverdrillte nematische Flüssigkristallanzeige (im Folgenden als STN-LCD bezeichnet), die den Doppelbrechungsmodus nutzt, verwendet einen superverdrillten nematischen Flüssigkristall mit einem verdrillten Winkel von mehr als 90 Grad und mit steilen elektrooptischen Eigenschaften. Ein solcher STN-LCD hat darum einen Vorteil, durch ein Ansteuern in einem Zeitaufteilungsmodus einer Anzeige eine große Kapazität zu geben. Die STN-LCD weist jedoch auch Nachteile auf, wie zum Beispiel eine langsame Antwortzeit (mehrere Hundert Millisekunden) und Schwierigkeiten beim Bereitstellen einer zufrieden stellenden Gradation, und darum sind seine Anzeigeeigenschaften relativ schlecht, verglichen mit einem Flüssigkeitskristall, der bekannte aktive Elemente verwendet (z. B. TFT-LCD und MIM-LCD).
In den TFT-LCD und MIM-LCD wird ein verdrillter nematischer Flüssigkristall, der einen verdrillten Winkel von 90 Grad zeigt, zum Anzeigen eines Bildes eingesetzt. Dies wird als LCD mit einem optischen Rotationsmodus (d. h. TN-LCD) bezeichnet. Der TN-LCD Anzeigenmodus weist eine schnelle Antwortzeit auf (mehrere Zehn Millisekunden) und einen hohen Anzeigenkontrast, und erzielt leicht eine Schwarz-Weiß-Anzeige mit einem hohen Kontrast. Somit hat der optische Rotationsmodus eine Anzahl von Vorteilen verglichen mit dem Doppelbrechungsmodus oder anderer Modi. Die TN-LCD weist Nachteile auf dahingehend, dass die Farbe oder der Kontrast auf der Anzeige variiert, in Abhängigkeit von der Betrachtungsrichtung der Flüssigkristallanzeige, und seine Anzeigeeigenschaften sind nicht mit den Anzeigeeigenschaften des CRT vergleichbar.
Um die Betrachtungswinkel-Eigenschaften zu verbessern (d. h. den Betrachtungswinkel zu vergrößern), wurde die Anordnung einer Phasendifferenzschicht (optische Kompensationsschicht) zwischen einem Paar polarisierten Platten und der TN-Flüssigkristallzelle in der Japanischen vorläufigen Veröffentlichung mit der Nummer 4(1992)-229828 und mit der Nummer 4(1992)-258923 vorgeschlagen.
Die in diesen Veröffentlichungen vorgeschlagenen Phasendifferenzschichten zeigen keinen optischen Effekt, wenn sie von der vertikalen Richtung zu einem Bildschirm der Flüssigkristallanzeige betrachtet werden, da die Phasendifferenz in der Richtung senkrecht zur Oberfläche der Flüssigkristallanzeige fast Null ist. Die Phasendifferenzschicht dient jedoch zur Kompensation der Phasendifferenz (abhängig von den Wellenlängen des Lichts), die auftritt, wenn die Flüssigkristallanzeige von einer schrägen Richtung betrachtet wird. Die Phasendifferenz ergibt ungünstige Betrachtungswinkel-Eigenschaften, wie zum Beispiel die Farbgebung und das Verschwinden eines angezeigten Bildes.
Selbst eine Flüssigkristallanzeige, die mit einer solchen Phasendifferenzschicht ausgestattet ist, ist noch immer nicht besonders verbessert bei der Farbgebung eines angezeigten Bildes und der Reversierung eines Schwarz-Weiß-Bildes, wenn die Betrachtungsrichtung einer Flüssigkristallanzeige stark nach oben oder unten geneigt ist, oder nach rechts oder links zur Normalen der Oberfläche des Bildschirms.
Eine solche Flüssigkristallanzeige kann somit nicht anstelle eines CRT eingesetzt werden und ist ferner nicht zum Einbau in einem Fahrzeug geeignet.
Die vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichungen mit der Nummer 4(1992)-366808 und der Nummer 4(1992)-366809 offenbaren eine Phasendifferenzschicht einer Flüssigkristallzelle mit einem chiralen nematischen Flüssigkristall, in dem eine optische Achse schräg ist, um den Betrachtungswinkel zu vergrößern. Die Phasendifferenzschicht besteht aus zwei Flüssigkristallzellen und bedarf daher eines komplizierten Prozesses für dessen Präparation und bedingt eine Erhöhung des Gewichts.
Die vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichungen mit der Nummer 4(1992)-113301 , der Nummer 5(1993)-8323 und der Nummer 5(1993)-157913 offenbaren eine Phasendifferenzschicht einer Polymerkette, dessen optische Achse oder eine optische elastische Achse schräg von einer Oberfläche einer Flüssigkristallzelle ist. Die Phasendifferenzschicht wird vorbereitet durch ein schiefes Schneiden einer uniaxialen bzw. einachsigen Polycarbonatschicht, und darum kann eine Phasendifferenzschicht eines großen Bereiches nach dem offenbarten Prozess nicht leicht präpariert werden. Darüber hinaus sind die Veröffentlichungen für Erfindungen bezüglich einer STN-LCD und gibt darum keine Lehre an, wie sie mit einer TN-LCD zu verwenden ist.
Die vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichungen mit der Nummer 5(1993)-215921 offenbart die Verwendung einer Doppelbrechungsplatte mit einem Unterstützungs-Paar und einer Stäbchen-förmigen Verbindung, die eine Flüssigkristalleigenschaft aufweist. Die Stäbchen-förmigen Verbindung, die eine Flüssigkristalleigenschaft aufweist, wird präpariert durch ein Einfügen und Aushärten der Verbindung, um eine kompensierende Differenzphase des LCD zu erreichen. Die Doppelbrechungsplatte weist jedoch die gleiche Struktur auf wie einer der zwei Flüssigkristallzellen, wie oben erwähnt, und bedarf daher eines komplizierten Prozesses für seine Präparation, was für eine Massenproduktion nicht geeignet ist. Ferner führt dessen Struktur zu einer Erhöhung des Gewichts. Darüber hinaus sind die Veröffentlichungen für Erfindungen mit Bezug auf STN-LCD und gibt daher keine Lehre an, wie sie für TN-LCD zu verwenden sind.
Die vorläufigen Japanischen Patentveröffentlichungen mit der Nummer 3(1991)-9326 und mit der Nummer 3(1991)-291601 offenbaren eine optische Kompensationsschicht für eine LCD, die durch ein Beschichten einer Polymerlösung, die eine Flüssigkristalleigenschaft aufweist, auf einer Ausrichtungsschicht präpariert wird, die auf einer Unterstützungsschicht bereitgestellt wird. Das Polymer mit der Flüssigkristalleigenschaft ist jedoch nicht zufrieden stellend auf der Ausrichtungsschicht orientiert. Die resultierende Kompensation vergrößert jedoch den Betrachtungswinkel von allen Richtungen kaum.
EP 0576302 A1 offenbart eine Phasendifferenzplatte mit einem Material, das eine optische Anisotropie aufweist, in einer flachen Platte, in der die Richtung des Hauptbrechungsindex des Index-Ellipsoides zu der Normalen der Oberfläche geneigt ist. Die offenbarte Phasendifferenzplatte zeigt eine starke Vergrößerung des Betrachtungswinkels auf, verglichen mit anderen bekannten Phasendifferenzschichten, die oben erwähnt wurden. Eine LCD, die mit einer solchen Phasendifferenzplatte ausgestattet ist, ist jedoch nicht mit einer CRT in den Betrachtungswinkeleigenschaften vergleichbar.
WO 92/17813 beschreibt ein elektrooptisches System mit einer verdrillten nematischen Flüssigkristallschicht, mit einer Eingabeseite und einer Ausgabeseite, die zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat angeordnet ist, wobei jede der inneren Oberflächen mit einer Elektrodenbeschichtung und einer Ausrichtungsschicht darauf ausgestattet ist, wobei die Ausrichtung der Flüssigkristallschicht eine Parallelkantenausrichtung und einen verdrillten Winkel von 0° ≤ β ≤ 1000 aufweist. Hierbei wird der Winkel Ψ optimiert, der durch die Polymerisierungsvorrichtung auf der inneren Seite mit der Flüssigkristallmolekül-Ausrichtung auf der ersten Substratoberfläche ausgebildet wird, um einen hohen Kontrast und/oder eine hohe Helligkeit und/oder einen Kontrast und eine Chromatizität zu erreichen, die von dem Betrachtungswinkel stark unabhängig sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Anfertigen einer neuen optischen Kompensationsschicht, die die Farbgebung eines angezeigten Bildes und die Reversierung eines Schwarzweiß-Bildes start verbessert, wenn die Betrachtungsrichtung der Flüssigkristallanzeige gegenüber der Oberflächennormalen des Bildschirms stark nach oben oder unten geneigt ist, oder nach rechts oder links.
Die optische Kompensationsschicht wird durch einen Prozess der Erfindung angefertigt, der die Schritte umfasst:
Formen eines Orientierungsfilmes auf einer transparenten Unterstützung,
Formen einer Schicht, die durch einen discotischen Flüssigkristall (eines geringen molekularen Gewichts) auf dem Orientierungsfilm durch ein Beschichtungsverfahren angefertigt wird, und
Erwärmen der Schicht des discotischen Flüssigkristalls auf eine Temperatur, die nicht geringer ist als eine Übergangstemperatur von der Flüssigkristallphase zu der festen Phase.
Die optische Kompensationsschicht verbessert die Farbgebung eines angezeigten Bildes und die Reversierung von schwarz und weiß deutlich, wenn die Betrachtungsrichtung stark in einer nach oben-unten oder links-rechts Richtung zu der Oberflächennormalen des Bildschirms geneigt wird. Eine Flüssigkristallanzeige mit der optischen Kompensationsschicht zeigt somit exzellente Betrachtungseigenschaften, wie zum Beispiel eine starke Erhöhung des Betrachtungswinkels.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Schnittansicht, die die Brechungsindizes der drei Achsen auf der Unterstützung schematisch zeigt.
2 ist eine Schnittansicht einer Metallisierungsvorrichtung, die in dem Fall eingesetzt wird, in dem die Unterstützung im festen Zustand metallisiert wird.
3 ist eine Schnittansicht einer Metallisierungsvorrichtung, die in dem Fall eingesetzt wird, in dem die Unterstützung kontinuierlich metallisiert wird, um einen Film zu erzeugen.
4 ist eine Schnittansicht, die die repräsentative Struktur der optischen Kompensationsschicht schematisch zeigt.
5 ist eine Schnittansicht, die die repräsentative Struktur einer Flüssigkristallanzeige zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die optische Kompensationsschicht kann auf die folgende Art angefertigt werden:
Die optische Kompensationsschicht kann zum Beispiel angefertigt werden durch Formen eines Orientierungsfilmes auf einer transparenten Unterstützung und durch Formen einer discotischen Flüssigkristallschicht auf dem Orientierungsfilm durch ein Beschichtungsverfahren.
Als Material der transparenten Unterstützung kann jedes Material eingesetzt werden, so lang es transparent ist. Das Material hat vorzugsweise eine Transmittanz bzw. Durchlässigkeit von nicht weniger als 80% und zeigt speziell eine optische Anisotropie, wenn es von einer Vorderseite betrachtet wird. Ferner weist die Unterstützung bevorzugt eine negative uniaxiale Eigenschaft und eine optische Achse in der Normallinienrichtung auf.
Darum wird die Unterstützung bevorzugt aus Materialien mit einer kleinen intrinsischen Doppelbrechung angefertigt, wie zum Beispiel Triacetyl-Zellulose. Ein solches Material ist auf dem Markt unter den Markennamen Geonex (von Nippon Geon Co., Ltd.), Arton (von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) und Fujitack (von Fuji Poto Co., Ltd) erhältlich.
Jedoch können auch Materialien mit einer großen intrinsischen Doppelbrechung eingesetzt werden, wie zum Beispiel Polycarbonat, Polyarylat, Ploysulfon und Polyethersulfon, indem man die Materialien durch eine richtige molekulare Orientierung in einem Verfahren zur Ausbildung eines Filmes optisch isotrop macht.
Die transparente Unterstützung erfüllt bevorzugt die Bedingung: 0 ≤ |nx + ny| × d ≤ 50 (nm)und noch bevorzugter: 0 ≤ |nx + ny| × d ≤ 20 (nm)wobei nx und ny die Hauptbrechungsindices in der Unterstützung sind und d ist eine Dicken-Richtung der Unterstützung.
Speziell erfüllt die transparente Unterstützung bevorzugt die Bedingung: 20 ≤ [(nx + ny)/2 – nz] × d ≤ 300 (nm)wobei nx und ny die Hauptbrechungsindices in der Ebene der Unterstützung sind und nz ein Hauptbrechungsindex in einer Dicken-Richtung der Unterstützung ist, wodurch der Betrachtungswinkel stark vergrößert werden kann. Ferner erfüllt die transparente Unterstützung bevorzugt die Bedingung: 30 ≤ [(nx + ny)/2 – nz] × d ≤ 150 (nm)
1 zeigt die oben beschriebenen „nx", „ny", „nz" und „d". „nx" und „ny" sind die Hauptbrechungsindizes in der Ebene der Unterstützung, „nz" ist ein Hauptbrechungsindex in einer Dicken-Richtung der transparenten Unterstützung und d ist die Dicke der Unterstützung.
Der Orientierungsfilm wir im Allgemeinen auf der transparenten Unterstützung bereitgestellt. Wie der Orientierungsfilm können jegliche Filme eingesetzt werden, so lange sie in der Lage sind, einer Flüssigkristallschicht eine Orientierungseigenschaft zu vermitteln. Bevorzugte Beispiele des Orientierungsfilmes beinhalten einen Film einer organischen Verbindung (bevorzugt ein Polymer), der einer Reibungs-Behandlung unterworfen wird, einen schief abgelegten Film einer inorganischen Verbindung und einen Film mit Mikro-Rillen. Ferner kann ein LB-Film mit einem Azobenzenderivat, das mittels Licht isomerisiert wird, um einen dünnen Film der Moleküle auszubilden, die in eine bestimmte Richtung uniform geneigt sind, als Orientierungsfilm verwendet werden. Darüber hinaus kann eine Schicht als Orientierungsfilm eingesetzt werden, die durch Orientieren eines dielektrischen Materials durch Anwendung eines elektrischen oder magnetischen Feldes angefertigt wird.
Beispiele von Polymeren für den Orientierungsfilm sind Polyimid, Polystyren, Gelatine, Polyvinyl-Alkohol und Polyvinyl-Alkohol mit einer Alkyl-Gruppe (bevorzugt mit 6 oder mehr Kohlenstoff-Atomen). Orientierungsfilme, die erhalten werden, indem man diese Polymer-Filme einer Orientierungsbehandlung unterwirft, sind in der Lage, einen discotischen Flüssigkristall schräg zu neigen.
Der Polyvinyl-Alkohol mit einer Alkyl-Gruppe wird vom Standpunkt der uniformen Orientierung des discotischen Flüssigkristalls besonders bevorzugt. Es wird angenommen, dass eine Wechselwirkung zwischen der Alkyl-Kette auf dem Orientierungsfilm und dem discotischen Flüssigkristall eine hohe Orientierung ergibt. Die Alkyl-Gruppe des Polyvinyl-Alkohols ist bevorzugt als eine Seiten- oder Endgruppe des Polyvinyl-Alkohols vorhanden, und besonders als Endgruppe. Die Alkyl-Gruppe hat bevorzugt 6-14 Kohlenstoff-Atome, und die Alkyl-Gruppe ist bevorzugt an dem Polyvinyl-Alkohol über -S-, -(CH₃)C(CN)- oder -(C₂H₅)N-CS-S- angefügt. Der Polyvinyl-Alkohol weist bevorzugt einen Saponifikationswert bzw. Verseifungswert von nicht weniger als 80% auf und einen Polymerisationsgrad von nicht weniger als 200. Der Polyvinyl-Alkohol mit einer Alkyl-Gruppe ist unter dem Markennamen MP103, MP203 und R1130 erhältlich (produziert von Kuraray Co., Ltd.)
Bevorzugte Beispiele des Polyvinyl-Alkohols mit einer Alkyl-Gruppe sind jene mit einer der folgenden Strukturen:
Ein Polyimid-Film, der oft als Orientierungsfilm für eine Flüssigkristallzelle verwendet wird, wird auch bevorzugt als Orientierungsfilm der Erfindung eingesetzt. Der Polyimid-Film kann durch ein Beschichten einer polyamischen (Polyamid)-Säure-Lösung (z. B. eine Serie von LQ/LX, erhältlich von Hitachi Chemical Co., Ltd.; und eine Serie von SE, erhältlich von Nissan Chemical Industries, Ltd.) auf der transparenten Unterstützung, getrocknet bei 100 bis 300°C für 0,5 bis 1 Stunde und ein Reiben der Oberfläche des resultierenden Polyimid-Film angefertigt werden.
Der Orientierungsfilm für den discotischen Flüssigkristall kann in der bekannten Art gerieben werden, die normalerweise ausgeführt wird, um einen Orientierungsfilm für den Flüssigkristall einer LCD anzufertigen. Genauer ist die Behandlung ein Verfahren mit der Funktion, einen Flüssigkristall auf einer Oberfläche des Orientierungsfilms durch ein Reiben der Oberfläche mittels eines Papiers, eines Gewebes, eines Filzes, eines Gummis oder einer Faser aus Polyamid oder Polyester in einer bestimmten Richtung auszurichten. Die Reibungs-Behandlung wird im Allgemeinen durchgeführt durch ein mehrmaliges Reiben einer Oberfläche des Orientierungsfilmes unter Verwendung eines Stoffes, in dem Fasern mit einer gleichmäßigen Länge und Breite angeordnet sind.
Der Orientierungsfilm weist eine Funktion auf zum Definieren einer Orientierungsrichtung eines discotischen Flüssigkristalls, der darauf durch ein Beschichtungsverfahren bereitgestellt wird. Die Orientierungsbedingungen eines discotischen Flüssigkristalls hängen von der Natur oder dergleichen des Orientierungsfilmes ab, und darum müssen der discotische Flüssigkristall und der Orientierungsfilm in dem am besten geeigneten Zustand kombiniert werden.
Zum Beispiel wird ein gleichmäßig orientierter discotischer Flüssigkristall bei einem bestimmten Winkel (θ) zur Oberfläche der Unterstützung geneigt, wobei der Winkel kaum von der Natur des Orientierungsfilmes abhängt, und hauptsächlich von der Natur oder der Kombination der discotischen Flüssigkristalle abhängt. Darum kann der Winkel durch das Mischen zweier oder mehrerer Arten discotischer Flüssigkristalle oder durch das Mischen eines discotischen Flüssigkristalls und einer analogen Verbindung bei einem geeignetem Mischungsverhältnis genau innerhalb eines bestimmten Bereiches gesteuert werden. Der Winkel der schrägen Orientierung wird somit im Allgemeinen durch die Auswahl der Natur der discotischen Flüssigkristalle oder deren Mischen eingestellt werden.
Als Orientierungsfilm ist ein schräg abgetragener Film einer inorganischen Verbindung in der Erfindung einsetzbar. Beispiele der inorganischen Verbindung sind Metalloxide oder Metallfluoride, wie zum Beispiel SiO, TiO₂, MgF₂ und ZnO₂ und Metalle wie zum Beispiel Au und Al. Als inorganische Verbindung kann jede Verbindung eingesetzt werden, so lang sie eine hohe dielektrische Konstante (Permittivität) aufweisen. Der schräg abgetragene Film einer inorganischen Verbindung kann unter Verwendung der in 2 oder 3 dargestellten Metallisierungsvorrichtung angefertigt werden. Die Metallisierungsvorrichtung der 2 wird in dem Fall eingesetzt, in dem die Unterstützung im festen Zustand metallisiert wird, und die Metallisierungsvorrichtung der 3 wird in dem Fall eingesetzt, in dem die Unterstützung kontinuierlich metallisiert wird, um einen Film zu erzeugen. In der 2 wird die Unterstützung S₁ so angeordnet, dass ein Winkel, bei dem eine Normalenlinie der Unterstützung S₁ und der Verdampfungsrichtung einer Verdampfungsquelle T₁ sich schneiden, zu α₁ wird (α₁ = 88–30 Grad). In der 3 wird der Unterstützungsfilm S₂ so angeordnet, dass ein Winkel, bei dem eine Normalenlinie einer Tangentenlinie der Unterstützungsfilmes S₂ und der Verdampfungsrichtung einer Verdampfungsquelle T₂ sich schneiden, zu α₂ wird (α₂ = 88–30 Grad). In dem Fall, in dem SiO₂ als Verdampfungsmaterial verwendet wird, ergibt eine Aufdampfung bei einem Ablagerungswinkel von 65 bis 68 Grad einen Orientierungsfilm, auf dem ein discotischer Flüssigkristall gleichmäßig in der Richtung orientiert wird, in der die abgelagerte Teilchenspalte und die optische Achse des discotischen Flüssigkristalls sich fast bei einem rechten Winkel schneiden.
Beispiele discotischer Flüssigkristalle, die in der Erfindung eingesetzt werden, beinhalten die folgenden Verbindungen:
Die Verbindungen beinhalten Benzol-Derivate, die in C. Destrade u. a., Mol. Cryst. Vol. 71, Seite 111, 1981 beschrieben sind, Cyclohexan-Derivate, die in B. Kohn u. a., Angew. Chem. Vol. 96, Seite 70, 1984 beschrieben sind, makrozyklische Verbindungen des Azakronentyps oder Phenylazetyltyps, die in J. M. Lehn u. a., J. Chem. Commun., Seite 1794, 1985 und J. Zhang u. a. J. Am. Chem. Soc. Vol. 116, Seite 2655, 1994 beschrieben sind. Der discotische Flüssigkristall weist im Allgemeinen eine Struktur auf, bei der die obige Verbindung in einem Zentrum des Kristalls als ein Parent-Kern positioniert ist, und weitere gerade Kettengruppen, wie zum Beispiel Alkyl, Alkoxyl und Benzoyl mit einem Substituenten, sind radial mit der Verbindung verbunden. Als ein discotischer Flüssigkristall können alle Flüssigkristalle eingesetzt werden, solange die Flüssigkristalle eine negative uniaxiale Eigenschaft und eine Orientierungseigenschaft aufweisen.
Bevorzugte Eigenschaften der in der Erfindung einsetzbaren discotischen Flüssigkristalle werden im Folgenden beschrieben.
Die Schicht, die aus einem discotischen Flüssigkristall der Erfindung mit einem geringen molekularen Gewicht angefertigt wird beinhaltet eine Schicht eines discotischen Flüssigkristalls eines niedrigen molekularen Gewichts und eine Schicht, die ausgebildet wird durch Polymerisieren und/oder durch Vernetzung eines discotischen Flüssigkristalls mit einer funktionellen Gruppe, die in der Lage ist, mittels Hitze oder licht zu reagieren oder zu polymerisieren. Der polymerisierte Flüssigkristall weist keine Flüssigkristalleigenschaft auf.
In dem Fall, in dem der discotische Flüssigkristall einmal auf dem Orientierungsfilm orientiert wird, ist der Flüssigkristall bei einer Temperatur stabil, die nicht höher ist als eine Übergangstemperatur von der discotischen Flüssigkristallphase zu der festen Phase. Darum ist eine optische Anisotropie (optische Kompensationsschicht) mit der discotischen Flüssigkristallschicht stabil gegenüber Hitze. Die LCD, die in ein Fahrzeug eingebaut wird, benötigt eine exzellente Hitzebeständigkeit. Die discotische Flüssigkristallschicht, die durch das oben erwähnte Polymerisieren und/oder die Vernetzung ausgebildet wird, weist eine exzellente Hitzebeständigkeit auf, und darum wird eine optische Kompensationsschicht, die eine solche Schicht enthält, bevorzugt für eine LCD verwendet, die in einem Auto oder anderen Fahrzeugen verwendet wird.
Die negative uniaxiale Eigenschaft der Erfindung, die die discotische Flüssigkristallschicht im Allgemeinen aufweist, bedeutet eine Eigenschaft, die der Bedingung genügt: n1 < n2 = n3 wobei n₁, n₂ und n₃ Brechungsindices in den drei Achsenrichtungen eines discotischen Flüssigkristalls sind und n₁, n₂ und n₃ die Beziehung n₁ ≤ n₂ ≤ n₃ erfüllen. Jedoch müssen n₂ und n₃ nicht genau gleich zueinander sein, und es wird ausreichend sein, wenn sie ungefähr gleich miteinander sind. Insbesondere gibt es kein Problem bei der praktischen Verwendung, solange die negative uniaxiale Eigenschaft die Bedingung erfüllt: |n2 – n3|/|n2 – n1| ≤ 0.2wobei n₁, n₂ und n₃ die gleiche Bedeutung wie oben haben.
Um die Betrachtungswinkel-Eigenschaften der TN-LCD oder TFT-LCD start zu verbessern, ist die optische Achse der discotischen Flüssigkristallschicht bevorzugt um 5 bis 50 Grad zu einer Normalenlinie der Schicht geneigt (durch β in 4 gezeigt), bevorzugter um 10 bis 40 Grad, und insbesondere um 20 bis 35 Grad.
Ferner wird bevorzugt, dass die discotische Flüssigkristallschicht die Bedingung erfüllt: 50 ≤ Δn·D ≤ 400 (nm) wobei D eine Dicke der Schicht ist und Δn = n₂ – n₁.
Die auf die obige Art und Weise erhaltene optische Kompensationsschicht verbessert die Farbgebung eines angezeigten Bildes und die Reversierung eines Schwarz-Weiß-Bildes stark, wenn die Betrachtungsrichtung stark nach oben oder unten, oder rechts oder links zur Normalen einer Oberfläche der Anzeige geneigt wird. Eine Flüssigkristallanzeige, die mit einer optischen Kompensationsschicht ausgestattet ist, zeigt somit exzellente Betrachtungseigenschaften, wie zum Beispiel Vergrößerung des Betrachtungswinkels.
Der Grund, warum die optische Kompensationsschicht eine starke Erhöhung des Betrachtungswinkels erzielt, wird wie folgt angenommen:
Die meisten TN-LCD nehmen normalerweise einen weißen Modus an. In dem Modus wächst eine Lichttransmission in einem schwarzen Anzeigebereich mit Erhöhung des Betrachtungswinkels extrem an, was in einer schnellen Reduzierung des Kontrasts resultiert. Im Zustand der schwarzen Anzeige (der Zustand, in dem eine Spannung angelegt wird), wird angenommen, dass eine TN-Typ-Flüssigkristallzelle eine optisch anisotrope Eigenschaft aufweist und eine positive uniaxiale Eigenschaft, die etwas geneigt ist von einer Normalenlinie zu einer Oberfläche der Zelle.
In dem Fall, in dem eine optische Achse der TN-Typ-Flüssigkristallzelle von der Normalenlinie zu einer Oberfläche der Zelle geneigt ist, wird angenommen, dass die Verwendung einer optisch anisotropen Substanz die Phasendifferenz durch die Zelle nicht richtig kompensiert. Mit anderen Worten wird eine optisch anisotrope Substanz für die Zelle benötigt, mit einer optischen Achse, die von der Normalenlinie geneigt ist. Wenn die Zelle ferner als ein Gemisch von optisch anisotropen Sunstanzen mit einer positiven uniaxialen Eigenschaft betrachtet wird, wird eine optisch anisotrope Substanz mit einer negativen uniaxialen Eigenschaft geeignet zur Verwendung einer Kompensation der Phasendifferenz durch die Zelle verwendet.
Die Verwendung einer optisch anisotropen Substanz mit einer negativen uniaxialen Eigenschaft, wobei die optische Achse von der Normalenlinie geneigt ist, verbessert die Betrachtungswinkel-Eigenschaften.
Es ist jedoch eine reine Approximation, dass die Flüssigkristallzelle sich als eine optisch anisotrope Substanz mit einer positiven uniaxialen Eigenschaft verhält, wobei die optische Achse von der Normalenlinie geneigt ist. Darum erzielt die Verwendung der optisch anisotropen Substanz keine zufriedenstellende Kompensation der Phasendifferenz.
Aus den Untersuchungen der Erfinder wurde entdeckt, dass eine TN-Typ-Flüssigkristallzelle als eine Mischung aus zwei optisch anisotropen Substanzen mit einer positiven uniaxialen Eigenschaft betrachtet werden kann, wobei die schrägen Winkel gleich zueinander sind und die Neigungsrichtungen sich voneinander unterscheiden. Wenn eine dazwischen liegende Graduierung angezeigt wird, werden die optischen Achsen der optisch anisotropen Substanzen weiter von der Normalenlinie zur Oberfläche der Zelle geneigt.
In dem Fall, in dem die TN-Typ-Flüssigkristallzelle wie oben betrachtet wird, kann eine starke Verbesserung der Betrachtungswinkel-Eigenschaften durch das Einsetzen der optischen Kompensationsschicht erhalten werden, welches zum Beispiel angefertigt wird, durch ein Überlagern einer optisch anisotropen Substanz (Element) mit einer optisch negativen monoaxialen und einer geneigten optischen Achse (bevorzugt bei 5 bis 50 Grad zur Normalen geneigt) auf einer optisch anisotropen Substanz (Element) mit einer optisch negativen monoaxialen und einer optischen Achse in der normalen Richtung.
Eine solche optische Kompensationsschicht ist in einer optischen Kompensationsschicht enthalten, dessen Einfallsrichtung des Lichts ein Minimum der Absolutwerte der Verzögerungswerte in einer Richtung aufweist, die von der Normalen der schicht geneigt ist und keine optische Achse aufweist (d. h. eine optische Kompensationsschicht mit einer optischen Anisotropie, wobei das Minimum der Absolutwerte der Verzögerungswerte in den Richtungen aller Winkel zur Normalen der Schicht nicht in der Normalenrichtung und einer Oberflächenrichtung der Schicht vorhanden ist und der Re-Wert in keine Richtung Null ist).
Wie vorher beschrieben, kann die optische Kompensationsschicht leicht angefertigt werden durch ein Beschichten einer Beschichtungslösung auf einem transparenten Film (bevorzugt mit einer negativen uniaxialen Eigenschaft und einer optischen Achse in der Normalenlinien-Richtung) zum Formen eines Orientierungsfilmes, und dann durch ein Beschichten einer Lösung mit einem discotischen Flüssigkristall auf dem Orientierungsfilm bei einer geringfügigen Dicke. In dem Prozess ist es erforderlich, den discotischen Flüssigkristall schräg und gleichmäßig zu orientieren. Genauer wird die schräge Orientierung bevorzugt durchgeführt durch ein Beschichten einer Lösung mit dem discotischen Flüssigkristall auf einem Orientierungsfilm, der der Orientierungsbehandlung auf der transparenten Unterstützung unterworfen ist, um eine Schicht des discotischen Flüssigkristalls zu formen, und dann eine Erhitzung der Schicht auf eine Temperatur, die eine discotische nematische Flüssigkristallphase erzeugt. Diese Erhitzung führt zur Orientierung des discotischen Flüssigkristalls. Danach wird die Schicht unter Beibehaltung der Orientierung auf Zimmertemperatur abgekühlt und die Schicht wird fest.
Obwohl die Temperatur, die eine discotische nematische Flüssigkristallphase erzeugt, ein inhärenter Wert (Temperatur) des discotischen nematischen Flüssigkristalls ist, kann die Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereiches gesteuert werden, durch ein Mischen zweier oder mehrerer Arten von discotischen Flüssigkristallen und ein Verändern der Mischverhältnisse. Die Temperatur, die eine discotische nematische Flüssigkristallphase erzeugt liegt in dem bereich von 70 bis 300°C, und insbesondere im bereich von 70 bis 150°C.
Die repräsentative Struktur der optischen Kompensationsschicht wird in 4 gezeigt. In 4 werden eine transparente Unterstützung 41, ein Orientierungsfilm 42 und eine Schicht eines discotischen Flüssigkristalls 43 überlagert, um die optische Kompensationsschicht zu erzeugen. Die Bezugszahl R bezeichnet die Reibungs-Richtung des Orientierungsfilms. Die Bezugszahlen n₁, n₂ und n₃ bezeichnen Brechungsindices in den drei Achsenrichtungen des discotischen Flüssigkristalls, und n₁, n₂ und n₃ erfüllen die Bedingung n₁ ≤ n₂ ≤ n₃ in dem Fall, der in der Vorderrichtung zu sehen ist. Das Bezugszeichen β ist ein schräger Winkel der optischen Achse zur Normalen 44 der Schicht des discotischen Flüssigkristalls.
Die repräsentative Struktur einer Flüssigkristallanzeige wird in 5 gezeigt. In 5 umfasst eine Flüssigkristallzelle TNC ein Substrat-Paar, das mit einer transparenten Elektrode und einem dazwischen versiegelten, verdrillt orientierten nematischen Flüssigkristall bereitgestellt wird, ein Paar von Polarisationsschichten A und B, die an beiden Seiten der Zelle angeordnet sind, die optischen Kompensationsschichten RF₁ und RF₂ zwischen der Flüssigkristallzelle und der polarisierenden Schicht und einem Rücklicht BL, und wird zusammengesetzt, um eine Flüssigkristallanzeige zu erzeugen. Die optische Kompensationsschicht kann nur an einer Seite angeordnet sein (d. h. verwende eine von RF₁ und RF₂). Die Bezugszahl Reist eine Reibungs-Richtung des Orientierungsfilms der optischen Kompensationsschicht RF₁ und R₂ ist eine Reibungs-Richtung des Orientierungsfilms der optischen Kompensationsschicht RF₂ _, in dem Fall, der in der Vorderrichtung zu sehen ist. PA und PB sind Polarisationsachsen der jeweiligen polarisierenden Schichten A und B.
Als Materialien des Flüssigkristalls, die für die Flüssigkristallzelle eingesetzt werden, kann jedes bekannte Material eingesetzt werden, solange sie TN-CL oder STN-CL sind. Als Materialien für die Polarisationsschicht, die für die Flüssigkristallzelle eingesetzt werden, kann jedes bekannte Material eingesetzt werden, solange sie eine polarisierende Eigenschaft aufweisen.
Beispiele der vorliegenden Erfindung und vergleichende Beispiel werden im Folgenden angegeben, aber diese Beispiele beschränken die Erfindung keineswegs.
BEISPIEL 1
Anfertigung der Unterstützung
Triacetyl-Zellulose (Gewichts-gemitteltes molekulares Gewicht: 130000 bezüglich Polystyrol) wird in Dichlormethan gelöst, um eine Copolymer-Lösung anzufertigen. Die Polymer-Lösung wurde auf ein rostfreies Band gegossen und abgezogen, um einen Film anzufertigen. Dann wurde der Film gestreckt entlang der Breitenrichtung und entlang der Längsrichtung (MD) und einer Orientierungsentspannung durch Hitze unterworfen. Somit wurden Triacetyl-Zellulose-Filme mit verschiedenen Oberflächenorientierungen (TF-1 bis TF-5) angefertigt.
„(nx – ny) × d" und „(nx + ny)/2 – nz" der angefertigten Filme wurden bestimmt, wobei nx und ny die Hauptbrechungsindices in dem Film sind, nz ist ein Hauptbrechungsindex in der Dickenrichtung und d ist eine Dicke des Films.
Die Dicke wurde in Mikrometer gemessen, der Re-Wert in der Vorderrichtung wurde durch ein Ellipsometer (AEP-100, erhältlich von Shimadzu Seisakusho, Ltd.) bezüglich des Wertes „(nx – ny) × d" gemessen, und „(nx + ny)/2 – nz" wurde bestimmt durch ein Messen von „ny" mit einem Abbe- Refraktometer und der Berechnung von „(nx + ny)/2 – nz" mittels der Werte von „ny" und „nz", die durch die Re-Werte berechnet werden, die bei verschiedenen Winkeln bestimmt werden. Ferner wurden wie für PES des Beispiels 12 und TF-6 des Beispiels 14, wie später beschrieben, die obigen Messungen durchgeführt.

Die erhaltenen Resultate werden in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

Unterstützung	Dicke [d] (μm)	(nx – ny) × d (nm)	{(nx + ny)/2 – nz} × d (nm)
TF-1	85	3	17
TF-2	83	5	40
TF-3	80	10	78
TF-4	86	8	121
TF-5	82	11	245
PES	100	3	60
TF-6	127	18	71

Die Resultate der Tabelle 1 zeigen, dass jeder der Filme (TF-1 bis TF-6 und PES) die Bedingung nx ≈ ny > nz erfüllen. Dementsprechend ist es ersichtlich, dass diese Filme eine negative uniaxiale Eigenschaft aufweisen.
Anfertigung der optischen Kompensationsschicht
Auf dem Triacetyl-Zellulose-Film (TF-1) wird eine dünne Schicht Gelatine (0.1 μm) ausgebildet. Eine Beschichtungslösung mit Polyninyl-Alkohol mit langen Alkyl-Gruppen-Ketten (MP-3, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) wurde auf der Gelatineschicht beschichtet, mittels warmer Luft getrocknet, um eine Schicht von Polyvinyl-Alkohol zu formen, und eine Oberfläche der Schicht wird gerieben, um einen Orientierungsfilm zu formen.
Auf dem Orientierungsfilm wurde eine Beschichtungslösung von 10% Masseanteil, die erhalten wird durch ein Lösen einer Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(3) und des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(5) (Verbindungen wurden vorher erwähnt, Mischungsverhältnis: TE-8-(3): TE-8-(5) = 9:1, nach Gewicht) in Methyl-Ethyl-Keton, mittels eines Drehbeschichters bei 2000 U/min beschichtet. Danach wurde die beschichtete Schicht auf 145°C erhitzt, und auf Zimmertemperatur abgekühlt, um eine Schicht des discotischen Flüssigkristalls mit einer Dicke von 1.0 µm zu formen. Somit wurde eine optische Kompensationsschicht (RTF-1) erhalten.
Gleichermaßen wurden unter Verwendung der Triacetyl-Zellulose-Film (TF-2 bis TF-5) optische Kompensationsschichten (RTF-2 bis RTF-5) erhalten.
BEISPIEL 2
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung einer Glassplatte (Dicke: 1 mm), die eine optische Isotropie aufweist, anstelle des Triacetyl-Zellulose-Film, um eine optische Kompensationsschicht (RG-1) anzufertigen.
BEISPIEL 3
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ausbildung keiner Gelatine-Schicht und der Veränderung des Verhältnisses des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(3) und des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(5) von 9:1 auf 4:1, um eine optische Kompensationsschicht (RG-2) anzufertigen.
BEISPIEL 4
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung des Triacetyl-Zellulose-Films TF-3 und der Veränderung des Verhältnisses des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(3) und des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(5) von 9:1 auf 4:1, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-6) anzufertigen.
BEISPIEL 5
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ausbildung keiner Gelatine-Schicht und der Verwendung der Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(7) (m = 5) und von Ethylen-Glykol (Mischungsverhältnis = 4:1, nach Gewicht) anstelle der Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(3) und des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(5), um eine optische Kompensationsschicht (RG-3) anzufertigen.
BEISPIEL 6
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung des Triacetyl-Zellulose-Films TF-3 und der Verwendung der Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(7) (m = 5) und von Ethylen-Glykol (Mischungsverhältnis = 4:1) anstelle der Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(3) und des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(5), um eine optische Kompensationsschicht (RG-3) anzufertigen.
BEISPIEL 7
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ausbildung keiner Gelatine-Schicht, der Veränderung der Konzentration der Beschichtungslösung des discotischen Flüssigkristalls von 10% auf 7% und der Veränderung der Dicke der Schicht des discotischen Flüssigkristalls von 1,0 µm auf 0,7 µm, um eine optische Kompensationsschicht (RG-4) anzufertigen.
BEISPIEL 8
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung des Triacetyl-Zellulose-Films TF-3, der Veränderung der Konzentration der Beschichtungslösung des discotischen Flüssigkristalls von 10% auf 7% und der Veränderung der Dicke der Schicht des discotischen Flüssigkristalls von 1,0 μm auf 0,7 μm, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-8) anzufertigen.
BEISPIEL 9
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Ausbildung keiner Gelatine-Schicht, der Veränderung der Konzentration der Beschichtungslösung des discotischen Flüssigkristalls von 10% auf 20% und der Veränderung der Dicke der Schicht des discotischen Flüssigkristalls von 1,0 µm auf 2,0 µm, um eine optische Kompensationsschicht (RG-5) anzufertigen.
BEISPIEL 10
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung des Triacetyl-Zellulose-Films TF-3, der Veränderung der Konzentration der Beschichtungslösung des discotischen Flüssigkristalls von 10% auf 20% und der Veränderung der Dicke der Schicht des discotischen Flüssigkristalls von 1,0 μm auf 2,0 μm, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-9) anzufertigen.
BEISPIEL 11
Auf einer Glassplatte (Dicke: 1,0 μm) mit einer optischen Anisotropie wurde eine Beschichtungslösung Polyamid-Säure (SE-7210, erhältlich von Nissan Chemical Industries, Ltd.) beschichtet, gebrannt bei 180°C, um eine Polyimid-Schicht zu formen, und Reibung einer Oberfläche der Schicht, um einen Orientierungsfilm zu formen.
Auf dem Orientierungsfilm wurde eine Beschichtungslösung von 10% Masseanteil, die erhalten wird durch ein Lösen einer Mischung des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(4) (Verbindungen wurden vorher erwähnt) in Methyl-Ethyl-Keton, mittels eines Drehbeschichters bei 2000 U/min beschichtet. Danach wurde die beschichtete Schicht auf 180°C in einem Thermostat erhitzt, einer Hitzebehandlung unterworfen und auf Zimmertemperatur abgekühlt, um eine Schicht des discotischen Flüssigkristalls mit einer Dicke von 1,0 μm zu formen. Somit wurde eine optische Kompensationsschicht (RG-6) erhalten.
BEISPIEL 12
Das Verfahren des Beispiels 11 wurde wiederholt, mit der Ausnahme der Verwendung eines Polyethersulfon-Filmes (PES) einer Dicke von 100 μm (FS-1300, erhältlich von Sumitomo Bakelite Co., Ltd) anstelle der Glasplatte, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-10) anzufertigen.
BEISPIEL 13
Auf einer Glasplatte (Dicke: 1,0 mm) mit einer optischen Anisotropie wurde SiO unter Verwendung der in 5 gezeigten kontinuierlichen Metallisierungsvorrichtung schräg beschichtet, um einen Orientierungsfilm zu erzeugen. Die Beschichtung wurde durchgeführt unter den Bedingungen einer Film-Einspeissungsrate vom 10 m/Minute, einer Beschichtungsquellen-Temperatur von 1800 K und einem minimalen Beschichtungswinkel von 85 Grad.
Auf dem Orientierungsfilm wurde eine Beschichtungslösung von 10% Masseanteil, die erhalten wird durch ein Lösen des discotischen Flüssigkristalls TE-9-(11) (Verbindungen wurden vorher erwähnt) in Methyl-Ethyl-Keton, mittels eines Drehbeschichters bei 2000 U/min beschichtet. Danach wurde die beschichtete Schicht auf 150°C erhitzt, einer Hitzebehandlung unterworfen und auf Zimmertemperatur abgekühlt, um eine Schicht des discotischen Flüssigkristalls mit einer Dicke von 1,0 µm zu formen. Somit wurde eine optische Kompensationsschicht (RG-7) erhalten.
BEISPIEL 13
Das Verfahren des Beispiels 13 wurde wiederholt, mit der Ausnahme der Verwendung eines Triacetyl-Zellulose-Films einer Dicke von 85 µm (TF-6) mit einer Gelatine-Schicht (0,1 µm) auf der Orientierungsfilmseite und einer antistatischen Schicht auf der Rückseite des Films anstelle der Glasplatte, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-11) anzufertigen.
BEISPIEL 15
Auf einer Glasplatte (Dicke: 1,0 mm) mit einer optischen Anisotropie wurde eine Beschichtungslösung mit Polyvinyl-Alkohol mit langen Alkyl-Gruppen-Ketten (MP-203, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.) beschichtet, mittels warmer Luft getrocknet, um eine Schicht des Polyvinyl-Alkohol zu formen, und eine Oberfläche der Schicht gerieben, um einen Orientierungsfilm zu erzeugen.
Auf dem Orientierungsfilm wurde eine Beschichtungslösung von 10% Masseanteil, die erhalten wird durch ein Lösen des discotischen Flüssigkristalls TE-8-(8)-(m = 4) (Verbindungen wurden vorher erwähnt) und eines Photoinitiators (Michlers Keton:Benzophenon = 1:1 (nach Gewicht), 1% Masseanteil auf Grundlage des Gewichts von TE-8-(8)-(m = 4)) in Methyl-Ethyl-Keton, mittels eines Drehbeschichters bei 2000 U/min beschichtet. Danach wurde die beschichtete Schicht auf 145°C erhitzt, mit einer UV-Strahlungsvorrichtung (16 W) bestrahlt, um eine Schicht des discotischen Flüssigkristalls mit einer Dicke von 1,0 µm zu formen. Somit wurde eine optische Kompensationsschicht (RG-8) erhalten.
BEISPIEL 16
Das Verfahren des Beispiels 15 wurde wiederholt, mit der Ausnahme der Verwendung eines Triacetyl-Zellulose-Films einer Dicke von 85 µm (TF-6) mit einer Gelatine-Schicht (0,1 µm) auf dem Film anstelle der Glasplatte, um eine optische Kompensationsschicht (RTF-12) anzufertigen.
Auswertung der optischen Eigenschaften der optischen Kompensationsschicht
Für die discotischen Flüssigkristallschichten der optischen Kompensationsschichten (RG-1 bis RG-8), die in den beispielen 2, 3, 5, 7, 9, 11, 13 und 15 erhalten wurden, wurde der Winkel (β), bei dem sich die optische Achse und die Normalenlinie der Schicht schneiden, und Δn·D (D ist eine Dicke der Schicht und Δn = n₂ – n₁, wie oben beschrieben) bestimmt, durch ein Berechnen aus den Re-Werten, die bei verschiedenen Winkeln gemessen wurden. Die Messung wurde mittels eines Ellipsometers (AEP-100, erhältlich von Shimadzu Seisakusho, Ltd.) im Transmissionsmodus durchgeführt.
Die erhaltenen Resultate werden in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2

Schicht Δn·D (nm) β (Grad)

RG-1 153 35

RG-2 151 19

RG-3 155 44

RG-4 95 35

RG-5 290 35

RG-6 110 40

RG-7 120 30

RG-8 153 33
Aus der obigen Messung der Re-Werte wurde ersichtlich, dass jede der Schichten die Bedingung n₁ ≈ n₂ erfüllt. Das obige Resultat und das der Tabelle 2 zeigen somit, dass jede der Schichten der Filme (RG-1 bis RG-8) die Bedingung n₂ ≈ n₃ > n₁ erfüllt. Es ist somit ersichtlich, dass diese Schichten eine negative uniaxiale Eigenschaft aufweisen.
BEISPIEL 17
Anfertigung der Flüssigkristallanzeige
Jede der in den Beispielen 1–16 erhaltenen optischen Kompensationsschichten wurde an einer TN-Typ-Flüssigkristallzelle befestigt, so dass das Produkt der Differenz zwischen einem außerordentlichen Strahl und einem ordentlichen Strahl des Flüssigkristalls und dem abstand zwischen den Substraten der Flüssigkristallzelle 500 nm ist, und der verdrillte Winkel des Flüssigkristalls 90 Grad ist.
Die erhaltene TN-LCD weist eine Struktur auf, die in 4 gezeigt ist.
Auswertung der Flüssigkristallanzeige
An eine TN-LCD wurde eine rechteckförmige Welle von 40 Hz bei einer Spannung von 0 bis 50 V angelegt, und die Transmission wurde unter Verwendung eines Spectralfotometers (LCD-5000, erhältlich von Otsuka Electronics Co., Ltd.) bei der Variierung des Betrachtungswinkels gemessen. Aus den gemessenen Daten wurden die Betrachtungswinkel in einer oben-unten Richtung und einer links-rechts Richtung bestimmt. Der Betrachtungswinkel wurde definiert als der Betrachtungswinkel, der (T_1V/T_5V) in einer Schwarz-Weiss-Anzeige, die 10 zeigt, kontrastiert.
Ferner wurden auch der Winkel (β) und Re (Δn·D) von jeder der discotischen Flüssigkristallschichten der optischen Kompensationsschichten (RTF-1 bis RTF-12) in der gleichen Art wie Beispiel 16 bestimmt.

Das erhaltene Resultat wird in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3

Bsp	Schicht	Re der Unterstützung	Re der Schicht des LC	Optischer Winkel (β)	Betrachtungswinkel
		Re der Unterstützung	Re der Schicht des LC	Optischer Winkel (β)	oben-unten	links-rechts
		(nm)	(nm)	(Grad)	(Grad)
Ex. 2	RG-1	0	153	35	70	101
Ex. 3	RG-2	0	151	19	68	97
Ex. 5	RG-3	0	155	44	60	88
Ex. 7	RG-4	0	95	35	67	92
Ex. 9	RG-5	0	290	35	65	96
Ex. 11	RG-6	0	110	40	60	85
Ex. 13	RG-7	0	120	30	70	95
Ex. 15	RG-8	0	153	33	73	106
Ex. 1	RTF-1	17	153	35	75	102
Ex. 1	RTF-2	40	153	35	100	112
Ex. 1	RTF-3	78	153	35	125	124
Ex. 1	RTF-4	121	153	35	123	115
Ex. 1	RTF-5	245	153	35	95	98
Ex. 4	RTF-6	78	151	19	126	120
Ex. 6	RTF-7	78	155	44	85	85
Ex. 8	RTF-8	78	95	35	115	103
Ex. 10	RTF-9	78	290	35	85	106
Ex. 12	RTF-10	60	110	40	95	104
Ex. 14	RTF-11	71	120	30	98	122
Ex. 16	RTF-12	78	153	33	117	115

Beachte, dass
Re der Unterstützung: {(nx + ny)/2 – nz} × d
Re der LC-Schicht: {(n₂ + n₃)/2 – n₁} × d
Optischer Winkel (β): geneigter Winkel der LC-Schicht
Aus der obigen Messung der Re-Werte wurde ersichtlich, dass jede der Schichten der Schichten (RFT-1 bis RTF-12) die Bedingung n₂ ≈ n₃ erfüllt. Das obige Resultat und das der Tabelle 3 zeigen somit, dass jede der Schichten der Filme (RFT-1 bis RTF-12) die Bedingung n₂ ≈ n₃ > n₁ erfüllt. Folglich ist ersichtlich, dass diese Schichten eine negative uniaxiale Eigenschaft aufweisen.
Ferner zeigen das obige Resultat und das der Tabelle 3, dass jede der Schichten (RFT-1 bis RTF-12) keine optische Achse haben und dass die Einfallsrichtung des Lichts ein Minimum der Absolutwerte der Verzögerungswerte aufweist, in einer Richtung, die von der Normalen der Schicht geneigt ist.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Anfertigung der Flüssigkristallanzeige
Das Verfahren des Beispiels 17 wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung keiner optischen Kompensationsschicht und der in Beispiel 1 erhaltenen Unterstützungen (TF-1 bis TF-5) anstelle der optischen Kompensationsschichten, um sechs TN-LCD-Arten anzufertigen.
Die optischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Betrachtungswinkel in einer nach oben-unten Richtung und einer links-rechts Richtung wurden auf die gleiche Art wie beispiel 17 bestimmt.

Das erhaltende Resultat wird in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4

Bsp.	Film	Re der Unterstützung	Re der Schicht des LC	Optischer Winkel (β)	Betrachtungswinkel
		Re der Unterstützung	Re der Schicht des LC	Optischer Winkel (β)	oben-unten	links-rechts
		(nm)	(nm)	(Grad)	(Grad)
Vgl.	-	0	-	-	53	70
Bsp. 1	TF-1	17	-	-	55	75
	TF-2	40	-	-	60	80
	TF-3	78	-	-	60	85
	TF-4	121	-	-	45	90
	TF-5	245	-	-	38	70

Claims

Verfahren zum Anfertigen einer optischen Kompensationsschicht, das die Schritte umfasst: Formen eines Orientierungsfilmes auf einer transparenten Unterstützung; Formen, auf dem Orientierungsfilm, einer discotischen Flüssigkristallschicht mit einer funktionellen Gruppe, die fähig ist, durch Hitze oder Licht zu vernetzen oder zu polymerisieren; und Anwenden von Hitze oder Licht auf die discotische Flüssigkristallschicht bei einer Temperatur, die nicht geringer ist als die Übergangstemperatur der discotischen Flüssigkristalle, wobei der Übergang ein Übergang von einer flüssigen Kristallphase zu einer festen Phase ist, um die discotischen Flüssigkristalle durch ein Vernetzten oder Polymerisieren miteinander zu kombinieren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die optische Kompensationsschicht durch ein Vernetzen oder Polymerisieren angefertigt ist, um eine optische Anisotropie zu haben, derart, dass der minimale Verzögerungswert bezüglich eines absoluten Wertes in der Schicht weder in der normalen Richtung noch in der Richtung der Ebene der Schicht vorhanden ist, und der Verzögerungswert in irgendeiner Richtung in der Schicht nicht Null ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Orientierungsfilm ein Film einer organischen Komponente ist, der einer Reibungs-Behandlung unterworfen wurde.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die organische Komponente Polyvinylalkohol mit einer Alkylkette ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die discotischen Flüssigkristalle ein geringes molekulares Gewicht haben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die discotischen Flüssigkristalle eine funktionale Gruppe haben, die fähig ist, durch Hitze oder Licht zu polymerisieren, und die discotischen Flüssigkristalle durch Polymerisieren miteinander verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die polymerisierten discotischen Flüssigkristalle keine Flüssigkristall-Eigenschaft haben.